应用材料公司的黑钻石(Black Diamond)化学气相沉积低k介电常数薄膜制程,已被全球最大专业晶圆制造服务的台湾集成电路公司选用,将用来支持其最先进的高效能0.13微米铜导线制程。目前,台积公司正与应用材料公司密切合作,希望能扩大Black Diamond技术的应用范围至正在发展的下一代0.10微米组件之中。
运用应用材料公司的Black Diamond制程技术,芯片制造商就能在很短的时间内,以一种合乎成本效益的方式,将低k介电常数加入他们的铜制程结构中,并让厂商继续使用其所熟悉的化学气相沉积技术和硅晶材料。
台积公司总经理曾繁城表示:「铜导线制程技术可以提高芯片的速度,并降低组件的功率消耗;但若要发挥铜导线制程的潜力,关键之一就是要拥有合于经济效益、且适于晶圆量产的低k介电常数制程技术,而应用材料公司的Black Diamond低k介电常数薄膜符合这些条件,可满足我们多层式铜导线晶圆的设计需求。此外,我们亦确信此产品具备良好的扩充性,可支持更新一代的各式组件,包括即将由我们12吋晶圆厂制造的产品,而这座晶圆厂将在今年正式量产。」
利用铜导线的低电阻特性,应用材料公司的Black Diamond技术可支持完整的介电常数材料,其k值范围是在3.0~2.0之间。透过铜导线制程和低k介电常数这两种技术的发展,厂商就能做出功能更为强大的芯片,并大幅改善组件工作速度及功率消耗之特性。利用应用材料公司的化学气相沉积制程设备,台积公司已成功在8吋与12吋晶圆上沉积出Black Diamond(tm)薄膜;此外,应用材料公司已在今年1月将一批Producer 制程设备交付给台积公司,让他们能将Black Diamond技术应用于铜导线制程晶圆的量产制造之中。
应用材料公司的总裁丹‧梅登(Dan Maydan)表示:「台积公司不但拥有卓越的技术,并能适时地开发出最先进的技术,同时又极为重视产品的经济效益,是全球中只有少数的芯片制造商所能比拟的。台积公司公司是拥有最精密技术的客户之一,我们非常高兴能与他们密切合作,共同将Black Diamond(tm)制程技术商业化,用以支持广泛的组件种类,并满足复杂的技术需求。」
台积公司研究暨发展资深副总经理蒋尚义表示:「Black Diamond(tm)技术为我们创下了多项重要的里程碑,包括将其应用于8层金属的整合式铜导线结构中的每一层,我们发现它可改善组件内信号传输延迟(interconnect delay)较氟化玻璃(FSG)快上20%以上,而且可靠性非常良好。Black Diamond(tm)已经展现出良好的散热与机械特性、组件封装的可靠性及成本优势,相较于其它的低k介电常数,还提供了更佳的可制造性。」
为符合下一代低k介电常数之需求,Black Diamond(tm)薄膜能继续降低总体的等效介电常数值,并搭配应用材料的BLOK(tm)阻障层低k介电常数化学气相沉积薄膜,以支持所有的介质层迭结构。此外,也可应用于应用材料的Producer制程设备,让BLOk(tm)制程能轻易地整合使用至生产在线。
应用材料公司副总裁暨介电系统与模块产品事业群总经理法哈‧莫葛丹(Farhad Moghadam)表示:「台积公司运用铜以及低k介电质,率先做出了八层金属的导线结构,再一次证明了台积公司的领导地位。我们非常高兴能与台积公司合作,共同完成这项重要的成就;我们也期盼由本月起,与台积公司位于新竹科学园区的研发部门展开另一项合作计划,共同发展下一代0.1微米组件的低k介电常数技术,并将其应用在8吋与12吋的晶圆之上。」